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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 89

The AMTRAK Acela train passes through Kingston, RI, at

130 mi/h, scaring all the villagers daily. Its total weight is

624 short tons, with a rolling resistance Crr

Passo 1

Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊

Ao nível do mar

ρ = 0.00237  slug  / f t 3

Aqui, ρ é a densidade. Considere a tabela 7.3

C D A   ≈ 8.5   m 2   = 91.5 f t 2

Aqui, é C D o coeficiente de arrasto, e é A a área. Convertendo

V   = 130 m i / h   = 191 f t / s

Aqui, V está a velocidade.

Passo 2

Calcule a resistência total.

F trem     = F arrasto   + F r o l a m e n t o   = C D A ρ 2 V 2 + C r r W trem  

Aqui, F drag  é a resistência ao arrasto, F rolling  é a resistência ao rolamento, C r r é o coeficiente da resistência ao rolamento e W trem é o peso total.

F trem     = 91.5 f t 2 0.00237 s l u g / f t 3 2 ( 191 f t / s ) 2 + 0.0024 ( 624 ( 2000 ) l b f )   = 6950 l b f

Passo 3

Calcule a potência necessária para mergulhar no trem.

P = F drag  V

Substituindo valores

P   = 6950 l b f × 191 f t / s   = 1.32 × 10 6 f t - l b f / s   = 2400 h p

Assim, a potência necessária para mergulhar o trem é 2400 h p .

Resposta

P = 2400 h p

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